[发明专利]一种集成工业以太网从站自主识别主站的方法

摘要

本发明公开了一种集成工业以太网从站自主识别主站的方法，应用在嵌入有Linux操作系统的集成从站上。该方法基于工业以太网主从站之间通信前，主站会向从站发送识别信息这一前提，采用在Linux操作系统下原始套接字编程的方法，抓取通信网络中主站发出的识别信息，并对抓取到的识别信息进行区分判断，从而确定主站的类型并加载相应的从站程序。通过该方法，可以实现工业以太网集成从站自主识别与之相连接的主站类型，并完成自动加载运行与之对应的从站程序。

主权项

一种集成工业以太网从站自主识别主站的方法，该方法应用在工业控制现场，运行有嵌入式Linux操作系统的集成工业以太网从站，以下简称集成从站；所述的集成从站集成了Modbus‑TCP和POWERLINK从站程序；此方法通过分析判断来自通信网络中的主站识别信息，来确定与集成从站相连接的主站类型，从而选择加载运行对应的集成从站程序，实现了集成从站对主站类型的自主识别和集成从站程序的自动加载，摆脱了传统的手动加载的方法；此方法的具体实现步骤如下：第1步、抓取工业以太网通信网络中主站发送的识别数据包；第1.1步、启动集成从站中的Linux操作系统；第1.2步、设置集成从站以太网芯片的工作模式为混杂模式，这样集成从站就不会只接受目的地址为它的数据包，而是全部经过它的数据包，方便获得主站发送来的识别信息数据包；第1.3步、通过socket套接字函数创建一个原始套接字的文件描述符；第1.4步、利用recv（）函数来接受来自通信网络中的数据包，并将接收到的数据包赋值到一个字符型指针变量中，方便后续对其进行分析；第2步、分析抓取到的通信网络中的数据包；第2.1步、将第1步中抓取到的数据包划分格式，因为所抓取的数据包赋值给某一变量时，是没有划分格式的，数据包从左向右依次为以太网报文头、IP报文头、TCP报文头或者UDP报文头，在区分Modbus‑TCP和POWERLINK工业以太网只需要知道以太网报文头即可；将数据包所复制的变量强制转化为struct ether_header结构体，那么数据包的以太网报文头便被保留下来；第2.2步、判断struct ether_header结构体中的ether_type成员变量，如果变量的值为0x0806则可确定数据包来自Modbus‑TCP主站，与集成从站相连的是Modbus‑TCP主站，结束第2步，进入第3步；如果ether_type的值，不为0x0806，继续分析数据包；第2.3步、继续判断struct ether_header结构体中的ether_type成员变量，如果变量的值为0x88ab则能够确定数据包来自POWERLINK主站，与集成从站相连的是POWERLINK主站，结束第2步，进入第3步；如果ether_type的值，不为0x88ab，继续分析数据包；第2.4步、抛弃所抓取的数据包，返回第1步，重新抓取通信网络中其他数据包；第3步、根据第2步的分析结果，加载相应的从站程序；此步骤根据第2步中对ether_type成员变量的分析判断结果不同，选择加载运行不同的工业以太网从站程序，或者不加载运行：第3.1步、对于Modbus‑TCP主站，Modbus‑TCP作为Linux下的可执行程序，在可执行文件中通过system（）函数来完成Modbus‑TCP从站程序的运行；第3.2步、对于POWERLINK主站，POWERLINK从站程序代码被交叉编译后生成一个Linux内核模块，需要通过insmod命令加载到Linux内核中才能运行；这里，通过编写一个shell脚本文件，在可执行程序中通过执行system（）来执行脚本文件，从而完成POWERLINK从站程序的加载运行。